N 掺杂碳纳米片可实现芬顿反应催化剂上的高金属负载量

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2024-05-23 10:21:03

N 掺杂碳纳米片可实现芬顿反应催化剂上的高金属负载量

基于合成具有高金属负载量和分散性的二维碳负载金属纳米催化剂的多相催化剂的开发具有重要意义。然而，这种做法的发展仍然具有挑战性。在这里，浙江理工大学Mingyang Xing，Weiyang Lv报道了一种自聚合限制策略，用于制造一系列负载量高达 30 wt% 的超细金属嵌入 N 掺杂碳纳米片 (M@N-C)。

本文要点：

1）系统研究证实，丰富的儿茶酚基团用于锚定金属离子和具有稳定配位环境的缠结聚合物网络对于实现高负载量M@N-C催化剂至关重要。

2）作为证明，Fe@N-C在芬顿反应中表现出双重高效性能，以磺胺甲恶唑为探针，具有令人印象深刻的催化活性（0.818 min−1）和H₂O₂利用效率（84.1%），这是尚未同时实现的。

3）理论计算表明，丰富的Fe纳米晶体增加了N掺杂碳骨架的电子密度，从而通过降低H₂O₂活化的能垒，促进持久的表面结合·OH的持续生成。

这种简便且通用的策略为制造具有广泛应用的各种高负载量多相催化剂铺平了道路。

Wang, L., Rao, L., Ran, M. et al. A polymer tethering strategy to achieve high metal loading on catalysts for Fenton reactions. Nat Commun 14, 7841 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-43678-1

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43678-1